Когда создадут полное погружение в виртуальную реальность? Шлем полного погружения

настоящее и будущее / Блог компании ВШБИ — Менеджмент игровых интернет-проектов / Хабр

Что такое полное погружение? Это когда разница между виртуальным и реальным мирами не ощущается. То есть, ты не чувствуешь, в каком из миров находишься.

В статье мы поговорим о том, что представляют собой технологии для полного погружения в виртуальную реальность в настоящее время, про плюсы и минусы разных типов обратной тактильной связи и про будущее полного погружения.

Материал подготовлен на базе лекции Дениса Дыбского, которая проходила на конференции VR-Today в рамках нашей образовательной программы «Менеджмент игровых проектов» в ВШБИ. Видео и конспект под катом.

Составляющие полного погружения

Первый и самый важный момент — это визуальная картинка. Все привыкли, что погружение в виртуальную реальность происходит с помощью шлемов виртуальной реальности. Как правило, HTC Vive, Oculus Rift, Gear VR, PS VR и прочих шлемов, которые сейчас есть на рынке.

Второй важный момент — это звук. Без звука в виртуальную реальность невозможно погрузиться на данный момент, поскольку картинка должна полностью сочетаться со звуком. Для того, чтобы пользователь, находясь в виртуальной реальности, смог позиционировать себя в пространстве и знать, где он находится.
Следующий, еще более важный момент — это тактильная связь или haptic. В западной терминологии он называется haptic feedback — “обратная тактильная связь”.
Симуляция вкуса.
Симуляция запаха.
Положение человека в пространстве.

Это 6 составляющих, которые позволяют человеку полностью погрузиться в VR. Рассмотрим подробнее обратную тактильную связь (haptic). Это технология, позволяющая получать тактильную информацию через осязание. Это довольно сложная технология, на данный момент на рынке есть несколько вариаций ее реализации, которые позволяют по-разному передавать чувство прикосновения, ощущения и так далее.

Типы обратной тактильной связи:

Первый из них — это силовая обратная связь. К примеру, в автосимуляторах с использованием руля чувствуется обратная тактильная отдача от него при столкновениях и так далее. Это и есть силовая обратная связь. Она позволяет почувствовать давление на руки (как правило) или на тело.
Следующий и самый распространенный, самый изученный на данный момент тип обратной тактильной связи — это вибротактильный фидбек. Самый яркий пример — это вибрация смартфона. Она даёт нам знать, когда приходит сообщение или поступает звонок.
Следующий тип довольно сложный и мало распространенный на данный момент на рынке, — это ультразвук. Он позволяет при помощи генерации звуков высокой частоты почувствовать форму и текстуру объекта. На данный момент на рынке есть пара решений, которые позволяют использовать эту технологию.
Термальная обратная связь — еще один тип обратной связи. Он позволяет в виртуальной реальности почувствовать холод, тепло, переход от тепла к холоду и наоборот.
Наверное, самый точный для передачи ощущений способ — это электростимуляция. К примеру, пояса для того, чтобы привести себя в форму, которые позиционируются как пояса для сжигания лишнего подкожного жира используют именно электростимуляцию. Это маленькие электрические импульсы, которые работают, как правило, на разной частоте, амплитуде и силе тока. В VR химическую реакцию довольно сложно сымитировать, но электростимуляцию очень легко воспроизвести. Можно настроить индивидуальный электрический сигнал под каждое ощущение и чувствовать прикосновение, попадание мяча в какую-либо часть тела или даже дождь.

Существующие проблемы

Сейчас для погружения в виртуальную реальность стимулируется всего лишь 2 чувства из 5 — это зрение и слух.
Еще бОльшая проблема, чем предыдущая — это наличие проводов в PC и консольных шлемах. Через шлем виртуальной реальности проходит большой объем данных, а для этого нужны провода. Для того, чтобы почувствовать себя полностью свободным в виртуальной реальности, нужно их убрать.
Проблема взаимодействия с виртуальным миром. Как правило, для того, чтобы полноценно с ним взаимодействовать, нужны контроллеры. Сейчас в роли контроллеров у разных производителей выступают обычные контроллеры Vive, Oculus Touch и др. Но для того, чтобы полноценно взаимодействовать с объектами, иметь возможность дотронуться до них, повернуть, взять, почувствовать его текстуру, вес, нужны перчатки виртуальной реальности. Что в них должно входить: как минимум это система захвата движения для того, чтобы можно было отслеживать положение руки в пространстве, то, как двигаются пальцы, сжимаются ли они, как рука поворачивается относительно всего тела. Должна отслеживаться мелкая моторика. При прикосновении к виртуальному объекту должна быть обратная связь. К примеру, текстуру можно сделать с помощью электростимуляции. Если это какой-то большой объект, к примеру, человек натыкается на стену руками, то, естественно это можно сымитировать вибротактильным фидбеком.

Из-за того, что на данном моменте на рынке присутствуют решения, которые в основном используют вибрацию либо силовой фидбек, это уменьшает качество взаимодействия в виртуальной среде, потому что они не позволяют максимально точно передать все ощущения.
Еще один момент: в виртуальной реальности при полном погружении нужно имитировать ходьбу. Как это можно сделать? Первый способ — это телепортация. К примеру, это реализовано в HTC Vive, там с помощью контроллера можно телепортироваться в разные места в виртуальной среде. Второй — это непосредственно физическая ходьба по помещению. Но для того, чтобы полностью погрузиться, в зависимости от объема виртуального мира, в который вы погружаетесь, нужно маленькое либо большое помещение. Но для полноценного перемещения в максимально больших открытых мирах невозможно использовать только небольшое помещение. Поскольку нужно ходить во все стороны, это не очень удобно. Третий более-менее решающий эту проблему гаджет, это Tread Meal (сейчас есть несколько предложений на рынке), который позволяет прямо в нем двигаться, он поддерживает тело человека и не дает человеку уставать.

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что на данный момент систем полного погружения в виртуальную реальность как таковых не существует. Эти системы пока можно назвать только системами частичного погружения. Возможно, кому-то покажется, что достаточно использовать только шлем, чтобы погрузиться в виртуальную реальность, но нет, это не правда.

Примеры систем, которые идут к тому, чтобы полностью погрузить человека в VR.

CAVE Это проект, который был запущен в 1992 году. Он состоит как правило из огромных дисплеев по всей комнате. Это встроенные в стену колонки, направленный звук, система захвата движений и стереоскопические дисплеи.

The VOID Парк развлечений VR, открывшийся несколько лет назад в Юте, США. Физические локации, по которым в нем можно ходить, полностью соответствуют виртуальным.

AlloSphere 10-метровая сфера со множеством стереоскопических дисплеев, встроенной системой захвата движения, звуком и так далее.

Teslasuit Костюм для полного погружения в VR. Выглядит как обычный костюм, имеет в себе несколько систем.

Система передачи ощущений, то есть, система обратной тактильной связи Haptic Feedback System. Она позволяет маскимально точно передавать ощущения VR. Можно почувствовать, как к тебе кто-то прикасается, даже если он находится за 1000 км от тебя.
Система захвата движений. Позволяет пользователю отслеживать его положение в пространстве и перемещения по нему. На данный момент это инерционный трекинг, но сейчас разрабатывается гибридный мокап, в котором будет использоваться и оптический трекинг.

Климат контроль. Позволяет чувствовать холод, тепло, снижение или увеличение температуры.
Костюм полностью беспроводной.
Для того, чтобы позволить сторонним разработчикам использовать костюм, был разработан собственный SDK.
Перчатка с хаптиком.
5G и облако для процессинга (в планах). Сегодня все девайсы требуют мощного железа для того, чтобы полноценно запускать контент и не было никаких лагов. Костюм позволит весь процессинг перевести в облако. Это избавит пользователей от железа, уберет всю лишнюю периферию. Поскольку периферия очень сильно снижает мобильность в VR, облако должно быть довольно мощным, распределенным и еще много всяких нюансов. Поэтому его создание займет не менее 3-5 лет.

А теперь немного заглянем в будущее

Сейчас разрабатываются системы, которые позволят подключить компьютер напрямую к мозгу человека. Они разрабатываются уже достаточно давно. Ну, и самый обсуждаемый проект — Neuralink от Илона Маска. Это очень сложный проект, судя по тому, какой сейчас уровень технологий, это произойдет не ранее чем через 15-25 лет, а возможно и больше.

Костюм — более близкий по времени вариант. Костюм — это система, которая позволяет производить полный тренинг жизненных показателей человек. В планах у разработчиков стоит разработка умной одежды, в которую будут встроены различного рода датчики (температурные, замеряющие уровень кислорода в крови, влажность и другие датчики, позволяющие снимать жизненно важные показатели организма).

Параллельно с костюмом много разработок по перчаткам. Они позволяют взаимодействовать с объектами. Перчатки тоже напичканы сенсорами, которые работают на электростимуляции. В самой перчатке есть все те же системы контроля, которые есть в костюме.

Еще один важный момент — это симуляция веса в виртуальной реальности. Все хотят не просто почувствовать объект, потрогать его, ощутить его форму, но и почувствовать, сколько он весит. Это реально с помощью электростимуляции. Сейчас есть исследования, которые позволяют говорить о том, что при помощи электростимуляции можно очень точно имитировать вес предмета. Такая штука тоже будет своевременно или немного позже.

Посмотреть полную версию выступления Дениса на VR-Today и ответы на вопросы зала по ее итогам вы можете в видеозаписи лекции:

В ближайшее время мы выложим у нас в блоге на Habrahabr конспекты и записи всех остальных лекций с конференции по виртуальной реальности VR-Today. Подписывайтесь, чтобы получить уведомление по их выходу.

Осенью у нас начинается обучение на нашей образовательной программе «Менеджмент игровых проектов», приглашаем 28 июня на день открытых дверей!

habr.com

Когда создадут полное погружение в виртуальную реальность?

Это широкий философский вопрос, который выходит далеко за рамки игр.

Если говорить об играх и тех VR-опытах, которые существуют уже сегодня, то они уже очень хорошо "обманывают" мозг, заставляя поверить в полноценное присутствие. Если вы пробовали такой опыт, то знаете, что мозг очень сильно верит в происходящее, даже когда вы продолжаете ощущать под собой стул, на котором сидите. Полагаю, что "полное" погружение подразумевает, что мозг перестанет чувствовать физическое тело, которое продолжает ощущать себя в нашей привычной реальности. Добиться такого, что вы перестанете чувствовать свое привычное тело, при помощи сегодняшних технологий практически невозможно. Такое, пожалуй, возможно с применением химических веществ. Для наркоманов, например, довольно привычно ощущение выхода из тела, когда вообще перестаешь чувствовать и осознавать свою физическую оболочку. Например, под воздействием диссоциативов ( wikipedia.org ) или сильнейших галлюциногенов наподобие DMT ( wikipedia.org ). Одними техническими средствами, имеющимися сегодня, тут не обойтись. Как ни обманывай мозг визуально, а на уровне чувств и ощущений он будет продолжать чувствовать тело, сидящее на стуле. Кто знает, возможно, что со временем мы встроим в VR-шлемы специальные электро-магнитные излучатели, которые будут воздействовать на мозг, оказывая те же эффекты диссоциации, сейчас об этом можно только мечтать и размышлять.

Если же говорить в более обще-философском смысле, то полное погружение в виртуальную реальность уже давно произошло. Те сущности, которые мы представляем собой в виртуальном пространстве, полноценно существуют в нем, могут сильно отличаться от нас реальных и существовать только в виртуальном пространстве и больше нигде. Уже сегодня довольно обычное дело, когда человек в интернете - весь такой смелый и отважный герой, в то время как за монитором сидит малолетний задрот. В компьютерной игре существует наш персонаж - герой со своим собственным характером, своими характеристиками, своей историей. И этот герой - это отражение реального человека, который сильно отличается от виртуального героя - внешностью, характером, чем угодно еще. Сложно сказать, где заканчивается 12-летний ребенок, который живет с родителями и ходит в школу, и где начинается отважный герой - персонаж игры - который спасает мир от тотального уничтожения. Это ли не полноценное погружение в виртуальную реальность? Даже здесь на TQ каждый из нас - весь такой эксперт, познавший жизнь и готовый дать дельный совет окружающим, в то время как уровень и ценность этой экспертизы часто вызывает сомнения. В интернете мы можем быть такими, какими хотим быть, даже если этот образ сильно отличается от настоящего. Это ли не полноценное погружение?

Другой хороший пример - это те информационные войны, которые происходят сегодня. Телевизор показывает нам определенную реальность, и многие люди верят в то, что видят. Поэтому и говорят, что третья мировая война - информационная. Многие люди сегодня уже не могут отличить картинку, которую видят в телевизоре, от настоящей реальности. Возьмите, например, все то, что нам рассказывают про украинцев, и все то, что рассказывают им про россиян. Сегодня уже трудно понять где правда, а где та информация, которую нам пытаются (и очень успешно) индуцировать. Использование медиа (телевидение, газеты) для создания виртуальной реальности - это не изобретение XXI века, эта практика гораздо старее. Не зря, например, Березовский и Гусинский покупали телеканалы в девяностых, после развала СССР. Телевидение - мощнейший инструмент для манипулирования общественным мнением, и это - самая настоящая виртуальная реальность, в которую успешно погрузили целые поколения людей.

Здесь же можно сказать о рекламе и всевозможном маркетинге, которые ставят своей целью создание той альтернативной реальности, в рамках которой мы купим тот продукт, а не другой. Вряд ли нужно объяснять, насколько мощно эти инструменты влияют на наш выбор и насколько старыми являются эти инструменты. Это ли не полное погружение в виртуальную реальность?

Можно задать себе вопросы - какое количество времени мы проводим в виртуальном пространстве, и что мы знаем о реальном мире в отличие от той картинки, которую мы получаем из разных медиа? Если глубоко поразмыслить об этом, приходишь к выводу о том, что мы уже давно очень глубоко и полноценно живем в виртуальной реальности.

Порекомендую вам посмотреть анимационный фильм "Конгресс", там как раз очень хорошо раскрывается эта тема. Самый сок там начинается с сороковых минут, но лучше не перематывайте, иначе не поймете о чем это все. Станислав Лем - известный футуролог, но на самом деле, посмотрев фильм, понимаешь, что речь идет не о будущем, а о самом настоящем. В фильме показана сегодняшняя жизнь, которую создали для нас технологии. Посмотрите фильм и спросите себя, настолько это отражает сегодняшнюю жизнь? Для меня ответ был прост - очень четко отражает и показывает то, что происходит уже сегодня. И это - полноценное погружение в виртуальную реальность, которое происходит с нами прямо сейчас.

Посмотреть фильм можно здесь: vk.com

thequestion.ru

Технология Полного Погружения В Виртуальный Мир

Созданы очки для глубокого погружения в виртуальный мир

Расплата за насыщенность функциями – приличный вес устройства – 1,36 килограмма (фото Evan Ackerman/DVICE).

Новое устройство основательно подготовлено для создания качественной иллюзии перемещения человека в виртуальную или смешанную реальность. Причём очки обеспечивают передачу информации в обе стороны.

Американская компания Sensics представила на выставке бытовой электроники в Лас-Вегасе (CES ), возможно, самые продвинутые в мире очки-дисплей для погружения в виртуальную или дополненную реальность .

Устройство под названием Natalia не только позволяет видеть трёхмерный мир в высоком разрешении, но и считывает в реальном времени жесты владельца, а также измеряет положение его головы.

Работает новый аппарат от встроенного аккумулятора, которого хватает примерно на час (фото Evan Ackerman/DVICE, Engadget).

Двойной дисплей на органических светодиодах, установленный внутри этих очков, показывает трёхмерную картинку в разрешении 1280 х 1024 точки (также возможна поддержка разрешения 720p). При этом обеспечивается отменное для таких систем поле зрения в 64 градуса. Дополняет картинку стереозвук (солидные наушники, как нетрудно заметить, являются частью аппарата).

Для ввода информации в виртуальный мир предусмотрен встроенный микрофон. А главное — с внешней стороны очков расположены 11 камер для съёмки и распознавания жестов пользователя. Так человек может напрямую взаимодействовать с объектами в вымышленной вселенной или давать команды объектам в дополненной реальности.

Чтобы картинка перед глазами смещалась правильно в зависимости от передвижений человека, Наталья использует встроенный трекер, определяющий линейные ускорения головы и её угловую позицию.

Сочетание в одном корпусе сразу нескольких фирменных систем двухстороннего взаимодействия пользователя и виртуальных объектов, по мнению Sensics, придаёт очкам уникальные возможности (фото Evan Ackerman/DVICE, Engadget).

Для корректной работы всего этого хозяйства Наталья располагает встроенным двухъядерным процессором с тактовой частотой 1,2 гигагерца, графическим и 3D сопроцессором, а одушевляет это железо операционная система Android 4.0.

Начинка позволяет очкам выполнять ряд приложений самостоятельно, без связи с компьютером или игровой консолью. Впрочем, для связи с PC предусмотрено аж два канала передачи информации: на борту Натальи имеются беспроводные приёмопередатчики Wi-Fi и Bluetooth.

В течение десятилетия Sensics строила подобные системы в первую очередь для военных, рассказывает DVICE, а теперь делает новый шаг.

Компания намерена сотрудничать с производителями и разработчиками софта и компьютерного железа в развитии и распространении своей технологии умных очков (SmartGoggles – торговая марка Sensics) и уже ведёт переговоры в этой области.

Выход Натальи на рынок запланирован на конец года. Предполагаемая цена – около $1000.

все заблуждаются пытаясь воспроизвести чувства человека тобиш, слух зрение, и.т.д. но это ошибочно все чувства это мозговые электрические импулисы припомощи которых ми слушим видим и чувствуем, людям необходимо научится перехватывать и воссоздовать эти импульсы, таким оброзом посылая их напрямую в мозг можно будет воспроизводить изоброжение, вкус, звук и запах.

Ekcen. 19.01. 02:49

Уважаемые пользователи акаунтов, таких как:mefisto,igor-by,Krab,IceFox. Вы заблуждаетесь, питаясь оклеветать сей продукт инженерной мысли, когда вы сами не знаете что с этого получится.

Некоторые люди не понимают, что воссоздать исключительно все чувства, такие как к примеру боль, вестибулярный аппарат, и тому подобное, просто физически не представляется возможным на данном этапе розвития науки и техники!

Был поднят вопрос:зачем создавать такой дивайс? А затем что бы дать возможность человеку не просто пялится в екран, а на своей шкуре ощутить полноту игрового мира! Такого не познаешь сидя у монитора после тяжолого робочего дня, ну или какие у кого бывают)))

В общем и целом нельзя сказать наверняка, что находится под красивой обёрткой, конфетка или пластилин, пока не розвернёш!))) Так что я с нетерпением буду ждать того дня когда великие умы нашего мира сделают маленький шаг в развитии игровой индустрии, но огромный прыжок для человечества.

Будущее уже близко. Компания Microsoft начинает разработку системы полного погружения в виртуальный мир.

Основным отличием между HoloLens и другими VR-устройствами, является возможность наложения виртуальных объектов на реальные. Многие из вас уже видели Demo-ролик в котором компания Microsoft показывала, как человек одевающие HoloLens видит окружающий мир и взаимодействует с ним. Отчетливо показано как некоторые объекты, буквально врезаются с реальную обстановку и отличить их становиться очень трудно. Пару недель назад был начат проект, который утвердил постройку целой виртуальной студии. В ней будут создаваться высокоточные голограммы нового поколения, которые будут не отличимы от настоящих объектов.

Шлем пяти чувств

Виртуальная реальность — настоящее современного интернета и будущее телевидения. Она занимает все больше места в жизни человека XXI века. Ярким тому подтверждением уже в ближайшие годы станет чудо-шлем Virtual Cocoon.

Человек обладает пятью органами чувств: уши, глаза, нос, язык и кожа. До некоторых пор не было ни одного устройства виртуальной реальности, которое бы возбуждало все эти органы одновременно. Однако 10 марта 2009 года стало известно, что британские ученые активно работают над созданием уникального шлема, с помощью которого можно будет совершать настоящие путешествия, не выходя из своей квартиры. Прототип шлема получил название Virtual Cocoon ( виртуальный кокон ).

С разработкой Virtual Cocoon рисуются очень заманчивые перспективы. Понятно, что такой шлем способны оценить не только геймеры, для которых это будет совершенно новый уровень вовлечения в виртуальный мир. Однако мы вправе говорить об использовании подобных устройств не только для развлечений, но и для подготовки специалистов в самых разных областях. Например, на основе предлагаемой технологии можно будет создавать превосходные тренажеры для подготовки солдат, сотрудников спасательных служб, медиков и т. д.

А какие возможности открываются для обучения школьников и студентов! Ознакомившись с материалами учебникам, можно перенестись в мир, например, Древнего Египта и собственными глазами увидеть, как там все было уcтроено, воссоздать исторические сцены. И, безусловно, Virtual Cocoon может стать незаменимым устройством для людей с ограниченными возможностями.

Ключевым аспектом в разработке этого устройства будет оптимизация взаимодействия всех пяти чувств, чтобы они ощущались как в реальной жизни. Плюс, конечно, британским исследователям еще предстоит убедить общественность в полной безопасности данного устройства как для физического, так и для психологического состояния человека.

Но самое главное — запомнить: идея Virtual Cocoon не в том, чтобы заменить реальность, а в том, чтобы дополнить ее. И поэтому виртуальный шлем идеально вписывается в телевидение будущего.

Источники: http://www.membrana.ru/particle/17389, http://news.softodrom.ru/%25D0%259A%25D0%25BE%25D0%25BC%25D0%25BC%25D0%25B5%25D0%25BD%25D1%2582%25D0%25B0%25D1%2580%25D0%25B8%25D0%25B8/4419/, http://mynewsonline24.ru/novosti-24-chasa/2428-buduschee-uzhe-blizko-kompaniya-microsoft-nachinaet-razrabotku-sistemy-polnogo-pogruzheniya-v-virtualnyy-mir.html, http://xn--e1aaatbcqh5abgd.xn--p1aadc.xn--p1ai/technology/item13.php

Комментариев пока нет!

informatik-m.ru

Возможно ли полное погружение в виртуальную реальность - Новости

В течение нескольких коротких лет виртуальная реальность из технологии будущего стала обыденностью. Сегодня пользователям доступны самые разные гарнитуры, от копеечных очков Google Cardboard до дорогих и мощных гаджетов вроде Oculus Rift. Эксперты предрекают, что скоро виртуальная реальность устроит революцию во многих сферах жизни, от образования до секс-индустрии.

Увы, виртуальная реальность на данном этапе развития реальна лишь отчасти. Гарнитуры обеспечивают трехмерный звук и полный обзор, но захвате всех движений и стимуляции всех органов чувств речь пока не идет. И пока эта проблема не будет решена, о полном погружении остается лишь мечтать.

Тактильный отклик

В мире технологий уже давно существует такое понятие как «технология тактильного отклика» (haptic technology). Речь идет о приспособлениях, которые позволяют человеку получать информацию от техники при помощи осязания. Самый простой пример тактильного отклика - виброотклик, устанавливаемый в некоторые игровые контроллеры. Герой на экране получает удар, и геймпад начинает вибрировать в руках пользователя.

Уже сегодня эту технологию пытаются использовать для создания целых костюмов. Примечательные стартапы - Tesla Suit и Hardlight VR. Обе компании разрабатывают комбинезоны, напичканные датчиками захвата движения и виброэлементами. То есть, костюм должен улавливать ваши движения и передавать их вашему аватару в виртуальной реальности. И если в виртуальной реальности вы получите пулю в плечо, костюм позволит вам ощутить этот удар.

Вот, к примеру, как выглядит один из концептов костюма Tesla Suit:

Предполагается, что в законченном виде костюм позволит игроку чувствовать не только прикосновения, но и тепло или холод. Вот как может выглядеть тот же Tesla Suit в готовом виде:

Выглядит довольно интересно, но давайте признаем: вряд ли эта технология когда-нибудь станет мейнстримом. Мы вполне можем ожидать, что через пару-тройку лет цены на шлемы виртуальной реальности снизятся. Но подобные костюмы всегда будет оставаться слишком дорогими для массового геймера. Да и ощущения, которые передает такой комбинезон, довольно условны и схематичны.

Именно поэтому инженеры всего мира сегодня ломают голову над так называемым «виртуальным воплощением» (virtual embodiment). Это - сложная и довольно новая область исследований. В идеале, она должна позволить человеку почувствовать себя перенесенным в новое виртуальное тело. Причем не обязательно в человеческое.

Виртуальное воплощение

Хотя виртуальное воплощение - новая область, она базируется на наработках и исследованиях, существующих уже не одно десятилетие. К примеру, ученым давно известна «иллюзия резиновой руки». В ходе этого психологического эксперимента у испытуемого возникает ощущение, что искусственная резиновая рука, лежащая перед ним на столе, является частью его собственного тела.

Этот опыт был поставлен еще в 1998 году. Но современные исследования подтверждают, что и в виртуальной реальности имеет место схожий эффект. Только резиновую руку теперь заменяет виртуальная. Так, еще в 2010 году исследователи установили, что, синхронизировав движение, прикосновение и визуальный эффект, можно создать у человека полную иллюзию, что виртуальная рука - его собственная.

Этот эффект уже используется в медицинских целях. При помощи виртуальных аватаров люди гораздо быстрее восстанавливают двигательную активность поврежденных конечностей.

Изучая подобные психофизиологические эффекты и комбинируя их с доступными инженерными решениями, можно пытаться создавать довольно реалистичные «обманки». К примеру, в виртуальной реальности пользователь прикасается к ткани, а ультразвуковой генератор мощными импульсами дает ему почувствовать текстуру материала. Игрок упирается руками в виртуальную стену, и перчатки дают ему сильный виброотклик в ладони.

Конечно, если тщательно анализировать свои ощущения, такие обманные маневры не смогут создать полную иллюзию реальности. Но расчет делается на то, что пользователь не будет тщательно анализировать ощущения. Если физический сигнал будет хоть отчасти совпадать с визуальной картинкой, мозг пользователя сам подкорректирует чувства и дофантазирует все остальное. Не слишком реалистично, но эффективно.

Прямое подключение

В ближайшее время человечеству предстоит довольствоваться не слишком реалистичной виртуальной реальностью, но в чуть более отдаленной перспективе ситуация может измениться. Когда на смену стимулированию отдельных органов чувств придет прямое подключение мозга к компьютеру, виртуальная реальность может стать по-настоящему реальной.

Звучит как фантастика, но на деле подобные исследования уже ведутся. Еще в начале этого года глава SpaceX и Tesla Motors Илон Маск запустил еще один удивительный проект. Компания Neuralink занимается разработкой прямого подключения мозг-компьютер. Речь идет о создании маленьких устройств, имплантируемых прямо в голову человека.

Нейроинтерфейсы из фильма "Матрица" выглядят не очень эстетично. Будем надеяться, в реальности обойдется без громоздких разъемов

Такие устройства будут выполнять функцию контроллеров, позволяющих напрямую подключаться к машине. Во-первых, такое подключение существенно расширит возможности человеческого разума. Во-вторых, оно позволит напрямую контролировать различную технику, включая биомеханические модификации человеческих тел - мечту всех трансгуманистов. Наконец, с помощью такого подключения впервые станет возможным полное погружение в виртуальную реальность с задействованием всех органов чувств без каких-то сложных инженерных изысков.

Увы, на разработку этой удивительной технологии могут уйти годы, а то и целые десятилетия. Но лишь когда нейроинтерфейс будет создан, человечество впервые сможет говорить о полном погружении в виртуальную реальность.

igate.com.ua

Виртуальная реальность – полное погружение

Реальность, то что мы видим, слышим, осязаем, воспринимаем при помощи наших органов чувств, относительна. Кажется, эта мысль очевидна уже для большей части человечества. Если заменить сигналы, посылаемые в наш мозг «чувствами», на другие, сгенерированные тем или иным способом, мы можем не заметить подмены. Остается только надеяться, что идея фильма «Матрица» еще не нашла своего технического воплощения. Это, конечно, утрированный риск виртуальной реальности, но забывать о нем не следует.

Термин «виртуальная реальность» часто используют применительно к самым разным системам вплоть до того, что под ним понимают интернет. Естественно, столь вольное обращение с терминологией вызывает большую путаницу. Если уточнить, то понятие «виртуальной реальности» (ВР) обозначает некий искусственный мир, сконструированный при помощи компьютерных технологий, в который человек может полностью погрузиться не только как наблюдатель, но и как участник. Системы ВР – это технические устройства, создающие иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.

Виртуальная реальность – полное погружение

Сам термин «виртуальная реальность» далеко не нов. Писатели-фантасты давно облюбовали эту тему и немало поспособствовали ее развитию. Появились миры Лема, Бредбери, братьев Стругацких – чем не виртуальная реальность? Правда, только в воображении читателя. Причем тут реальность? А вы вспомните, как зачитавшись любимой книгой, не замечали, как летит время, а если кто-то вас позвал, требовалось несколько секунд, чтобы вернуться к действительности. Иными словами, вы погружались в вымышленный мир. Но для его визуализации важен эффект присутствия.

По большому счету, все, что мы называем произведением искусства, есть виртуальная реальность в широком смысле. Это, прежде всего, театр, развившийся в современные интерактивные шоу с множеством сценических эффектов, включая лазерные. Это изобразительное искусство – еще художники эпохи Возрождения использовали прием прямого взгляда, когда наблюдателю казалось, что нарисованный портрет провожает его глазами. Иначе, как магией, в средние века этот эффект объяснить было невозможно. С появлением фотографии был изобретен стереоскопический фотоаппарат (между прочим, нашим соотечественником Иваном Александровским в 1854 году). Появились стереоскопы, массовое распространение получившие в середине прошлого века, – прообраз современных очков виртуальной реальности.

Зал кинотеатра «Стереокино» в Москве, где зрители смотрели стереофильмы по безочковому методу. 1947 год

Новый уровень визуализации принесло изобретение кино братьями Люмьер. Уже первый коммерческий киносеанс в подвале «Гран Кафе» на бульваре Капуцинов в Париже 28 декабря 1895 года вызвал панику зрителей при виде надвигающегося на них паровоза. Затем кино стало звуковым, цветным, широкоэкранным и стереоскопическим. В советское время в Москве и некоторых крупных городах, помимо обычных, были кинотеатры с расширенным эффектом присутствия:

1. Стереоскопические. Кинотеатр «Москва» стал первым в мире коммерческим стереокинотеатром, в котором использовался безочковый метод проекции на экран, а в кинотеатре «Октябрь» был стереоскопический зал с анаглифическими очками.

2. Панорамные. Кинотеатр «Мир» тоже в Москве, где проекция велась с трех кинопроекторов одновременно.

3. Круговая кинопанорама на ВДНХ. Там экраны располагались по кругу на все 360 градусов.

Круговая кинопанорама на ВДНХ

Сейчас повсеместно имеем 3D-кинотеатры.

В 1962 году Мортон Хайлиг (Morton Heilig) в США получил патент на чудо техники под названием сенсорама. Сенсорама

Он был кинематографистом и ставил своей целью расширить до предела рамки кино: добавить к изображению и звуку вкус, осязание и запахи. Сенсорама, фактически, представляла собой аналоговый симулятор. Заплатив 25 центов и усевшись на подвижное сиденье, зритель мог посмотреть один из пяти двухминутных фильмов. Помимо цветного широкоэкранного стереоизображения и стереозвука, такие короткометражные ленты, среди которых были, например, демонстрации поездки по Нью-Йорку на мотоцикле или полета на вертолете, включали в себя и ощущения движения с вибрацией, поворотами головы и сиденья, использование различных ароматов, ветер, дующий в лицо. В наши дни появились аттракционы и кинотеатры 4D, 5D, даже 7D с подвижными сидениями, горячим и холодным ветром, брызгами, запахами и так далее.

Но все, о чем говорилось выше, страдает существенным недостатком – отсутствием интерактивности. Зритель пассивен, вынужден следовать сценарию и максимум, что может сделать, это прервать сеанс. В 90-е годы прошлого века была весьма популярна компьютерная игра King’s Bounty. Игрок управлял одним персонажем (класс которого выбирался из четырех предложенных) и мог открывать карту в любом направлении, выполнять задания, собирать артефакты в произвольной последовательности, то есть действовать самостоятельно. Виртуальная среда без свободы выбора в искусственном мире обобщается понятием 3D. Вот основные составляющие современной виртуальной реальности: погружение (интересный сюжет), эффект присутствия (визуализация) и интерактивность (свобода выбора развития сюжета).

Компьютерная игра King’s Bounty

Такие возможности предоставляют ВР-системы: самому включиться в действие, причем не только в фантастическом пространстве, но и как бы во вполне реальном мире, во всяком случае с точки зрения восприятия человека. Все это, судя по всему, и предопределило бум новых информационных технологий и, соответственно, их быстрое развитие. Помимо индустрии игр и развлечений, системы виртуальной реальности все больше проникают в сферу бизнеса. Они широко применяются для решения практических задач, включая моделирование хирургических операций, разработку прототипов автомобилей, техническое обслуживание и установку оборудования, оптимизацию логистических операций, визуализацию бизнес-данных, проведение военных учений, тренировку пилотов и т.д. Замещение физических объектов цифровыми моделями позволяет значительно сократить временные и денежные затраты.

Саймон Гантлетт (Simon Gauntlett, DTG) недавно сделал для семинара Европейского вещательного союза по технологиям производства обзорную презентацию о виртуальной реальности. Он посчитал необходимым объяснить, почему разработкой виртуальной реальности придется заняться всерьез. В качестве первого доказательства он приводит широкий ассортимент камер и очков, появившихся за последние несколько месяцев. Вторым доказательством служат мнения аналитиков, оценивающих рынок виртуальной реальности в сумму около 120 миллиардов долларов США в перспективе до 2020 года. По большей части в игровой индустрии, но кто знает, как разработчики игр и вещатели будут дальше взаимодействовать. Третьим аргументом стало увеличивающееся число компаний и организаций, вовлеченных в рынок виртуальной реальности. Главными проблемами в настоящее время остаются совместимость и отсутствие устоявшейся терминологии.

Существует несколько основных типов систем, обеспечивающих формирование виртуальной реальности:

1. Шлем/очки виртуальной реальности (HMD – Head mounted display). Современные шлемы виртуальной реальности представляют собой скорее очки, нежели шлем, и содержат один или несколько дисплеев, а в простейшем случае вместо дисплея вкладывается смартфон. На экраны выводятся изображения для левого и правого глаза. В «продвинутых» шлемах (очках) для корректировки геометрии применяется система линз, а также система трекинга, отслеживающая ориентацию устройства в пространстве. Многоканальная акустическая система позволяет производить локализацию источника звука, что помогает пользователю ориентироваться в виртуальном мире с помощью слуха. Шлем может быть дополнен интерактивными перчатками и костюмом, в которые встроены датчики, передающие на компьютер информацию о движениях пользователя.

Шлем/очки виртуальной реальности (HMD – Head mounted display)

2. Системы отслеживания движений головы. Как правило, системы трекинга для виртуальной реальности разрабатываются на основе гироскопов, акселерометров и магнитометров. Для систем этого типа важны: широкий угол обзора, точность работы трекинга при отслеживании наклонов и поворотов головы, а также минимальная задержка между детектированием изменения положения головы в пространстве и выводом на дисплеи соответствующего изображения.

Системы отслеживания движений головы

3. Окулография (Eye tracking или айтрекинг). Системы отслеживания движения глаз наблюдают перемещение зрачков и в каждый момент времени могут вычислить, куда именно смотрит человек. При изменении положения глаз пользователя относительно дисплеев, изображение на них соответствующим образом меняется. Системы айтрекинга определяют координаты глаз в пространстве. Для этого применяются различные технологии: оптическая (определение координат глаз на изображении с камеры, отслеживание активных или пассивных маркеров), существенно реже – ультразвуковая. Данные системы активно реализуются в маркетинговых, военных, научных и других целях.

Окулография (Eye tracking или айтрекинг)

4. Системы отслеживания движений тела человека (Motion capture). Управляемый персонаж в виртуальном мире обычно повторяет эти движения. Существует два основных подхода. Первый – на человека крепится большое количество датчиков, и компьютер отслеживает движение этих датчиков в пространстве. Технология широко используется для съемки фильмов, где актер играет компьютерного или комиксного персонажа, для создания 3D игр и т.п. Главное средство взаимодействия с окружающим миром для людей – это руки. Поэтому идея создания «виртуальной руки» существует уже очень давно. Для этого предлагается использовать специальные перчатки, отслеживающее движение кистей рук и пальцев. Другой подход основан на распознавании образов. Если сказать проще, то человека снимает специальная видеокамера и определяет, что он сделал: махнул или, например, подпрыгнул.

Системы отслеживания движений тела человека (Motion capture)

5. Имитаторы – симуляторы реальности. Различного вида тренажеры, прообразом которых являлась та же сенсорама, но с обратной связью. Применяются для обучения вождению от автомобиля до самолета, а также в различных аттракционах типа виртуальных американских горок или переворачивающегося домика. В простейшем случае могут использоваться шлемы/очки с подвижным сидением и дополнительными органами управления. Для виртуального вождения лучше подходит имитация кабины автомобиля/танка/самолета и т.п. с дисплеями вместо окон.

Имитаторы – симуляторы реальности

6. На данный момент самыми совершенными системами виртуальной реальности являются проекционные системы, выполненные в компоновке комнаты виртуальной реальности (CAVE). Такая система представляет собой помещение, на все стены которого проецируется стереоизображение. Положение пользователя, повороты его головы, направление взгляда отслеживаются вышеописанными трекинговыми системами, что позволяет добиться максимального эффекта погружения.

Комнаты виртуальной реальности (CAVE)

7. Виртуальный ретинальный монитор (VRD, Virtual retinal display) — устройство вывода, формирующее изображение непосредственно на сетчатке глаза. Пользователь помещает аппарат перед собой, система обнаруживает глаз и проецирует на него картинку, используя методы компенсации движения. В результате вы видите изображение, «висящее» в воздухе. Устройства данного типа ближе к системам дополненной реальности, поскольку виртуальные объекты, которые видит пользователь, накладываются на объекты реального мира. В таком виде небольшое VRD-устройство могло бы заменить полноразмерный монитор. VRD, проецирующий изображение на один глаз, позволяет видеть одновременно компьютерный и реальный мир, что может применяться для создания иллюзии «рентгеновского зрения» — отображения внутренних частей устройств и органов (при ремонте автомобиля, хирургии). Система VRD, проецирующая изображение на оба глаза, позволяет создавать реалистичные трехмерные сцены. VRD поддерживает динамическую перефокусировку, что обеспечивает более высокий уровень реализма, чем у классических шлемов виртуальной реальности.

Виртуальный ретинальный монитор (VRD, Virtual retinal display)

Сегодня математические модели, программное обеспечение и графические подсистемы виртуальной реальности достаточно развиты и доступны для массового применения. Такие технологии в различных формах прочно входят в нашу жизнь. Прогресс в этой области движется достаточно быстро. Обещает ли обилие перспективных технологий прекрасное будущее?

Выступление Марка Цукерберга на презентации смартфонов Samsung Galaxy S7 и S7 Edge. Виртуальная реальность в действии

Вернемся к тому, с чего начали, и обозначим риски массового внедрения систем ВР:

tvkinoradio.ru

Полное погружение в виртуальную реальность

К концу этого десятилетия компьютеры становятся достаточно мощными устройствами, чтобы привнести полное погружение в виртуальную реальность для мейнстрима.

Другими словами, у пользователей теперь возможность на самом деле «быть» в видеоиграх и почувствовать графику, аудио и другие эффекты на себе (например, тактильная обратная связь), которые практически не отличается от реального мира.

Этот потрясающий прорыв был достигнут благодаря экспоненциальной тенденции в вычислительной техники в сравнении с предыдущими десятилетиями.

В первый раз, человеческий мозг фактически слился с интеллектом компьютера. Вместо просмотра игры на экране, пользователи теперь могут испытать игру на своей собственной нервной системе, как будто это было продолжением их ума. Игроки проходят простую, минимально инвазивную процедуру, чтобы вживить нанороботов (устройств, размером с клетку крови) в их тела. Эти микроскопические машины, самонаводящиеся к нейронам прямо в мозг, отвечают за зрительные, слуховые и другие органы чувств. Здесь они остаются в состоянии покоя, но в непосредственной близости от клеток головного мозга.

Когда пользователь хочет испытать моделирование реальности, нанороботы немедленно переходят в нужное место, подавляя все входы ближайших от реальных чувств, и меняют их на сигналы, соответствующие виртуальной среде. Если пользователь решит привести в действие свои конечности и мышцы, нанороботы снова перехватят эти нейрохимические сигналы – подавляя их в «реальном мире», и вместо этого вызывая их «виртуальное» действие в игре. Это означает, что пользователь может сидеть в неподвижном положении, испытывая при этом высокую степень активности и движения.

full immersion virtual reality vr 2030 2030s future timeline

Хотя большинство людей изначально настороженно относились к этим устройствам при их введении в 2025 (например, для медицинских целей), но годы тестирования и разработки мер безопасности были окончены. Например, прекращение подачи электроэнергии означает, что нанороботы просто отсоединились от нейронов – автоматически возвращают пользователя в реальный мир – и нет никакой опасности для организма человека.

Кроме того, эти устройства не являются постоянными и могут быть удалены из организма, если это необходимо. В любом случае, практически невозможно повредить нервные клетки и вызывать длительное повреждение из-за их небольшого размера и ограниченной функциональности. В течение следующих нескольких лет многие люди приняли их как естественную часть своего тела – так же, как бактерии и другие микроорганизмы, являющиеся частью их желудка, пищеварения и других внутренних органов.

Полное погружение в виртуальную реальность не ограничивается только играми. При столь огромной творческой сфере она используется для целого ряда приложений: от бизнеса до образования, подготовки кадров, здравоохранения, проектирования, дизайна, медиа и развлечений.

Туризм в настоящее время революционировал, так как людям больше не приходится преодолевать большие расстояния или тратить большие суммы денег, чтобы осмотреть достопримечательности и услышать звуки – они могут просто выйти в интернет. По этой причине большое количество туристических фирм меняет свое направление деятельности для адаптации к новым технологиям.

full immersion virtual reality vr 2030 2030s

Конечно, это не значит, что эти интернет-проекции по своей природе лучше, чем реальная вещь. Несмотря на разный масштаб, своим техническим мастерством по сравнению с графикой предыдущего десятилетия, они все еще несколько ограничены в точности, особенно это касается виртуализации малых городов. На данном этапе многие из них не имеют достаточного ИИ, часто малонаселены, и поэтому можно упустить важные детали или тонкие детали их культуры ... вещи, которые делают реальные путешествия намного богаче и полезнее. Потребуются десятилетия на устранение всех этих нюансов.

Подобно тому, как Интернет привел к снижению прибыли в музыкальной индустрии, то же самое сейчас происходит в индустрии туризма. С 2040 года существует масштабное сокращение воздушного транспорта и заказов праздников за рубежом. Последствия изменения климата и ухудшение экологической ситуации также сыграло свою роль. Все большее число граждан предпочитают оставаться дома и общаются по большей мере в Интернете. То же самое относится и к предприятиям, особенно в отношении совещаний и конференций, которые все чаще проходят в виртуальных условиях.

Одной из областей торговли является индустрия развлечений для взрослых. Полное погружение в виртуальную реальность позволяет пользователям встречаться и взаимодействовать с людьми со всего мира. Это включает в себя виртуальные развлечения с знаменитостями и кинозвездами.

futurenow.ru

Технологии полного погружения доступны уже сегодня

Раньше можно было только наблюдать, как Киану Ривз погружается в виртуальную реальность в фильме «Джонни Мнемоник». Сейчас же каждый имеет возможность с головой уйти в полное погружение, открывающее широкий мир виртуальной реальности. Шлемы и перчатки, а также целые установки (причем далеко не концепты) можно подключить к телу взрослого и ребенка, и перенести его в мир, где можно делать практически все. Прыжки и бег, обычная ходьба и приседания, повороты головой на 90 градусов и прочие телодвижения доступны в виртуальной реальности, которая уже существует в настоящее время.

Годами ранее велись разработки нейрошлемов, сенсорных перчаток. Более того, весь мир буквально «ахнул», когда военный инженер из США создал Oculus Rift (очки для погружения в виртуальную реальность). Конечно же, эти разработки принесли миру много полезного, захватывающего, интересного и увлекательного. Все же, австрийцы не стали останавливаться на своих и чужих достижениях, и решили создать целую установку, благодаря которой можно было бы полноценно уйти в виртуальную реальность. Они стремились создать нечто иное, что объединяло бы десятки тысяч пользователей, предоставляло бы полную свободу действий. В результате у них получилось создать некую установку, при помощи которой можно бегать, осуществлять сложные движения в разные стороны, приседая и перепрыгивая препятствие за препятствием. Так как за последнее время возросло число проектов, посвященных виртуальной реальности, австрийский производитель стремился сделать что-то такое, что с головой поглотило бы каждого любителя полного погружения. В итоге удалось создать установку, благодаря которой можно осуществлять полный захват, наслаждаясь свободой движений.

Основное направление австрийского производителя установки для погружения в виртуальную реальность – полноценное повторение движений, выполняемых пользователем. Иными словами, если раньше компьютер мог отставать от пользователя, ограничивая его в движениях и возможностях в целом, то теперешняя установка такими проблемами не расстраивает. Здесь даже можно взаимодействовать с другими игроками, общаясь с ними и даже стреляя в них из продвинутого оружия нового поколения.

Установка представляет собой взаимодействие очков для виртуальной реальности и специального подвеса регулируемого типа. Стоять необходимо на сенсорной платформе, причем подвес четко анализирует состояние тела человека. Так пользователь получает полную свободу благодаря работе виртуалайзера, который оценивает позу и даже состояние мышц. Вращение, прыжки на месте, приседания и подъемы – платформа настолько хороша, что возможно в ближайшем будущем человек перестанет ощущать разницу между виртуальной и настоящей реальностью. Само устройство полностью совместимо с очками Oculus Rift, а также множеством игровых контроллеров. Более того, комплектуется система высококачественными стереонаушниками, благодаря которым пользователь полностью отключается от посторонних шумов и слышит лишь те звуки, которые наблюдаются в виртуальной реальности.

Если бюджет пользователя существенно ограничен, либо же он не желает с головой уходить в виртуальную реальность, то он просто может приобрести обычную сенсорную платформу со специальными очками для погружения в виртуальную реальность. Однако, при задействовании эдакого «симбиоза» придется столкнуться с некоторыми сложностями и ограничениями. Во-первых, платформа выдерживает нагрузку до 120 кг. Эта модель не позволит людям с большим весом воспользоваться недорогим решением для полного погружения.Во-вторых, находиться на платформе необходимо исключительно разутым. Дело в том, что ее поверхность может повредиться обувью, и поэтому придется довольствоваться толстыми шерстяными носками. Конечно же, можно воспользоваться специальной сенсорной обувью, но такое решение обойдется в приличную сумму.В-третьих, если наблюдать за пользователем со стороны, то придется испытать некий дискомфорт от звука, издаваемого им же при движении. Сама платформа при взаимодействии с теми же носками из шерсти издает несколько неприятный звук. Это в корне объясняет причину небольшой популярности такого решения для погружения в виртуальную реальность. Все же, платформа полноценно передает пользователю звуки, получаемые при его перемещении. Каждый звук изменяется в зависимости от его походки и даже направления тела. Так можно насладиться множеством спецэффектов и ощутить полноценное звучание, от которого даже самый требовательный пользователь останется в восторге.

Пока установка не позволяет осуществлять крайне сложные движения, кувыркаться и делать махи ногами с большой амплитудой. При этом, конструкция не является громоздкой, а продолжительные тесты показывают стабильность ее работы. Подключаясь по USB-каналу, установка не нуждается в дополнительных источниках питания. Сама система работает без сбоев, очки подключаются без каких-либо затруднений. Всего за несколько недель установка стала настолько популярной, что десятки тысяч пользователей внесли предзаказы и пожелали приобрети самые дорогие версии. Такое решение будет включать подвес, очки, нейрокостюм и специальный геймпад.В целом, стремительное развитие технологий позволило за какие-то несколько десятилетий преуспеть в разработке конструкций, благодаря которым можно если не полностью, то надолго отказаться от реального мира. Переносясь в виртуальную реальность, пользователь со временем привыкает к ней и желает не выходить из такого мира на протяжении долго времени. Ведь кому нужна скучная обыденность, когда за несколько секунд можно перенестись в мир, судьбу которого можно будет вершить самостоятельно. Даже тот факт, что системы такого уровня предлагаются не по такой уж и завышенной цене, позволяет судить о том, что современный человек все чаще стремится перенестись из реального мира туда, где он сам сможет решать, начинать ли войну, строить ли многоэтажное здание или становиться управляющим известной корпорации. Технологии не стоят на месте, и производителям остается лишь выяснить, как привязать запах и вкус к виртуальной реальности, в которую человек поверил бы полностью. Будет интересно увидеть ваши комментарии по данной новости, Странник. Если у вас есть вопросы, то можете задать их напрямую.

www.gkh11.ru